Name: Preparação de Modelo Híbrido Digital para Planejamento Virtual de Procedimentos Cirúrgicos Dentoalveolares Reconstrutivos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-08-05T14:15:00.000+00:00
Duration: 9 min 10 s
Description: Aprenda a criar modelos híbridos 3D usando tomografia computadorizada de feixe cônico e escaneamento óptico intraoral. Este método computacional melhora o planejamento virtual de cirurgias dentoalveolares reconstrutivas.

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Este estudo foi conduzido em total conformidade com a Declaração de Helsinque. Antes da preparação do manuscrito, o paciente assinou o termo de consentimento livre e esclarecido. O paciente concedeu permissão para uso dos dados para demonstração do protocolo.
1. Processamento de imagens radiográficas
<ol><li>Carregar arquivos DICOM no software<ol><li>Baixe a versão mais recente do software de imagens médicas e abra-o. NOTA: Depois de abrir o software, a tela inicial aparecerá.</li>
		<li>Clique em Carregar dados DICOM na barra lateral. Observação : O banco de dados DICOM irá aparecer, mostrando os conjuntos de dados DICOM carregados anteriormente.<ol><li>Clique em Importar arquivos DICOM no banco de dados DICOM, selecione o conjunto de dados DICOM na pasta de destino e clique em Importar. NOTA: O conjunto de dados DICOM recém-adicionado aparecerá na lista de estudos.</li>
		</ol></li>
		<li>Selecione o estudo e clique em Carregar na parte inferior da janela. NOTA: O conjunto de dados DICOM será aberto e quatro visualizações (coronal, axial, sagital e 3D) dos dados carregados serão visíveis. Os nós são listados no lado esquerdo. Teoricamente, o método descrito pode ser realizado em qualquer TC ou TCFC, independentemente da qualidade da imagem (tamanho do voxels, artefatos). No entanto, o processo de segmentação de exames de TCFC/TC de maior qualidade é mais simples, e modelos 3D de maior qualidade podem ser adquiridos. Uma TCFC mostrada foi realizada com os seguintes parâmetros: tamanho do voxel: 150 μm, tensão do anodo: 84 kV, corrente do tubo: 40 mA, campo de visão: 8 x 5 cm. O processo pode ser interrompido em qualquer etapa; Certifique-se de salvar a cena antes de sair. Para salvar, clique no ícone de salvar no lado esquerdo da barra de ferramentas e salve-o como um "pacote de prontuário médico" (.mrb) clicando no ícone de caixa na janela "salvar cena".</li>
	</ol></li>
	<li>Volume de renderização e recorte de volume<ol><li>Recorte a área de interesse (mandíbula superior ou inferior) para reduzir o tamanho do arquivo e o tempo de renderização. Clique na barra Módulos visível no lado esquerdo da barra de ferramentas para exibir uma janela de rolagem para baixo mostrando os módulos usados com frequência.</li>
		<li>Selecione o módulo Renderização de Volume na janela suspensa. Para tornar a renderização de volume visível, clique no ícone de olho ao lado da barra "Volumes".</li>
		<li>Selecione a predefinição desejada para visualizar a renderização de volume e mova o controle deslizante "Shift" até que os tecidos rígidos possam ser vistos claramente. NOTA: Para exames de TCFC, a predefinição CT-Bone é recomendada.</li>
		<li>Marque a caixa ao lado de "Habilitar" e clique no ícone de olho ao lado de "Exibir ROI" na seção "Recortar" para tornar o ROI (Região de interesse) visível. Observação : uma caixa de wireframe ao redor do conjunto de dados em todas as exibições 2D e a visualização 3D aparecerá. Ao arrastar as laterais da caixa, o volume será cortado para a área desejada.</li>
		<li>Acesse o módulo "Volume de Corte" para finalizar o cultivo. Selecione o conjunto de dados original como o volume de entrada. NOTA: O ROI de entrada é definido automaticamente como ROI criado anteriormente.</li>
		<li>Selecione Criar novo volume na barra suspensa "Volume de saída" para criar um novo volume de saída. Desmarque Recorte interpolado na seção Configurações avançadas e clique em Aplicar. Observação : ao retornar para o "módulo de dados", o novo volume cortado aparecerá como um novo nó.</li>
	</ol></li>
	<li>Segmentação do conjunto de dados CBCT<ol><li>Acesse o módulo Editor de Segmentos para segmentação. NOTA: Segmentação é quando reconstruções 3D de estruturas anatômicas são geradas com base no conjunto de dados da TCFC para permitir análises mais acessíveis.</li>
		<li>Selecione o volume cortado criado anteriormente como o Volume Mestre da segmentação ativa. Clique em +Adicionar para adicionar e -Remover para remover segmentos. Renomeie-os de acordo com a estrutura anatômica que irão representar. OBS: O osso alveolar e todos os dentes serão segmentos separados dentro da segmentação</li>
		<li>Comece com a segmentação do osso alveolar. Na lista de efeitos, selecione Rastreamento de nível, uma ferramenta semiautomática que descreve a região onde os pixels têm o mesmo valor de plano de fundo que o pixel selecionado.</li>
		<li>Arraste o mouse para o perímetro do osso em uma das exibições 2D para que uma linha amarela apareça ao redor da área selecionada e pressione o botão esquerdo do mouse para gerar o segmento na fatia selecionada do conjunto de dados. NOTA: A segmentação pode ser feita em qualquer uma das visualizações 2D; no entanto, as orientações sagitais e axiais funcionam melhor.</li>
		<li>Use as ferramentas manuais Paint and Erase para modificar o segmento e corrigir erros se a ferramenta "Level Tracing" não delinear toda a seção do osso ou se artefatos presentes na fatia também foram incluídos.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62743/62743fig01.jpg"> Figura 1: Aplicação da ferramenta de segmentação semiautomática "Level Tracing" na orientação sagital. (A) Delineando a região dos pixels com o mesmo valor de plano de fundo com uma linha amarela. (B) Resultados do "Level Tracing" e posterior segmentação manual. (C) Refinamento da segmentação semiautomática com o auxílio de ferramentas manuais (pintar, apagar). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62743/62743fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
NOTA: Usando teclas numéricas para permitir a troca rápida entre ferramentas.
<ol start="6" style="margin-left: 40px;"><li>Excluir dentes e implantes do segmento ósseo. Contorne dentes e implantes usando a ferramenta Apagar e exclua todos os pixels destacados que os representam.</li>
	<li>Repita o mesmo processo em cada5ª fatia do conjunto de dados na orientação selecionada. Observação : clique em Mostrar 3D para exibir a segmentação em três dimensões. Defina o controle deslizante do fator de suavização como 0,00.</li>
	<li>Calcule os segmentos ausentes após a conclusão desta seleção de fase Preencher entre fatias na lista de efeitos. Observação : esta ferramenta calcula os segmentos ausentes com base naqueles criados anteriormente usando um algoritmo de interpolação de contorno morfológico.</li>
	<li>Clique em Inicializar para ativar a interpolação de contorno e, se os resultados forem satisfatórios, clique em Aplicar. Percorra o conjunto de dados após a conclusão para verificar e corrigir erros ocasionais.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62743/62743fig02.jpg"> Figura 2: Interpolação morfológica do contorno com "Fill Between Slices", áreas verde-claras indicando a parte automaticamente reconstruída do segmento. (A) Vista axial. (B) Vista sagital. (C) Visão coronal. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62743/62743fig02large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
Observação : certifique-se de que somente o segmento é visível no qual a interpolação é aplicada. A visibilidade dos segmentos pode ser alternada na lista de segmentos.
<ol start="10" style="margin-left: 40px;"><li>Torne os limites de segmento mais suaves removendo saliências usando o efeito Suavização . Selecione Mediana como método de suavização e defina o "Tamanho do kernel" para 5 x 5 x 5 pixels ajustando o valor de mm no colchete e clicando em Aplicar.</li>
	<li>Repetir os mesmos passos para a segmentação dos dentes uma vez concluída a segmentação do osso alveolar.</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62743/62743fig03.jpg"> Figura 3: Segmentação finalizada, o segmento marrom representando osso e o segmento azul representando dentes. (A) Vista axial. (B) Vista sagital. (C) Visão coronal. (D) O modelo 3D é gerado automaticamente a partir dos segmentos criados anteriormente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62743/62743fig03large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<ol start="12" style="margin-left: 40px;"><li>Defina a barra "Modificar outros segmentos" para Permitir sobreposição antes da segmentação do dente para que os segmentos recém-criados não substituam os criados anteriormente.</li>
</ol><ol start="4"><li>Registro espacial do conjunto de dados CBCT e IOS NOTA: O registro espacial é necessário porque os sistemas de coordenadas para o conjunto de dados CBCT e o IOS são diferentes.<ol><li>Selecione Extension Manager na barra de menus "Exibir" e clique em Instalar extensões. Digite IGT na barra de pesquisa no canto direito, instale a extensão SlicerIGT e reinicie o programa.</li>
		<li>Carregue o arquivo .mrb salvo anteriormente da cena clicando no ícone Dados e escolha o(s) arquivo(s) a ser adicionado.</li>
		<li>Importe o arquivo .stl do IOS clicando no ícone Dados no canto superior esquerdo. Na janela pop-up "Adicionar dados à cena", clique em Escolher arquivo(s) para adicionar, vá para a pasta de destino, selecione o arquivo .stl do IOS e clique em Abrir.</li>
		<li>Adicione o arquivo .stl da varredura intraoral como segmentação selecionando Segmentação na barra suspensa. NOTA: O módulo "IGT" instalado agora aparecerá no menu suspenso "Módulos".</li>
		<li>Mova o cursor sobre o módulo e, na barra lateral exibida, selecione Assistente de Registro Fiducial.</li>
		<li>Selecione Criar novas marcações fiduciárias na barra suspensa nas seções "De fiduciários" e "Para fiduciários". NOTA: O software nomeará automaticamente as duas listas "De" e "Para". A lista "De" representa o volume móvel, que neste caso será o IOS. A lista "Para" representa o volume fixo, que será o conjunto de dados CBCT.</li>
		<li>Coloque pontos de marcação em pontos anatômicos bem definidos no IOS usando o ícone "Colocar um ponto de marcação" ao lado da barra suspensa na seção "De". Os pontos de marcação serão numerados por ordem de colocação. OBS: Coloque pelo menos 6 pontos nas cúspides e bordas incisais dos dentes.</li>
		<li>Coloque os marcadores na mesma posição para criar a lista "Para" e na mesma ordem no conjunto de dados CBCT. Os pontos de marcação com o mesmo número devem representar o mesmo ponto de referência anatômico.</li>
		<li>Crie uma transformação selecionando Criar novo LinearTransform no menu suspenso na seção "Transformação de resultado de registro" da barra lateral depois que as duas listas estiverem prontas.</li>
		<li>Acesse o módulo "Transformações" e selecione a transformação criada anteriormente como a transformação Ativa. Na seção "Aplicar transformação", mova a segmentação do IOS e a lista de marcações "De" da caixa "Transformável" para a caixa "Transformada" para sobrepor o IOS sobre o conjunto de dados CBCT.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62743/62743fig04.jpg"> Figura 4: Registro espacial do IOS por meio da colocação de marcadores fiduciais em pontos anatômicos bem definidos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62743/62743fig04large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
Observação : se necessário, a precisão da transformação pode ser melhorada movendo os pontos de marcação ou adicionando pontos adicionais.
2. Exporte modelos como arquivos .stl para modelagem de superfície de forma livre
<ol><li>Exporte os modelos de tecidos duros e moles combinados para modelagem de superfície adicional após segmentação e registro espacial.</li>
	<li>Vá para o módulo Segmentações e selecione a segmentação com os modelos de osso alveolar e dentes como segmentação ativa. Role para baixo até a seção "Exportar para arquivos", escolha a pasta de destino e selecione STL como o formato de arquivo.</li>
	<li>Desmarque a caixa Mesclar em arquivo único , defina o sistema de coordenadas como RAS e clique em Exportar.</li>
	<li>Repita o mesmo processo para o IOS, visível como uma segmentação separada, salve a cena e feche o software de geração de imagens.</li>
</ol>3. Modelagem de superfície de forma livre
<ol><li>Suavização de superfície<ol><li>Abra o software CAD e, na tela inicial, clique em Importar. Selecione os modelos .stl que foram exportados anteriormente do software de processamento de imagens DICOM. NOTA: Mesmo que o alisamento tenha sido realizado anteriormente, a superfície dos modelos reconstruídos a partir do conjunto de dados CBCT ainda aparecerá pixelada, portanto, é necessário um maior alisamento da superfície.</li>
		<li>Vá para Esculpir na barra de menus e, no inventário de pincéis, selecione Redução adaptável. NOTA: O tamanho e a resistência do pincel devem ser ajustados, dependendo da quantidade de alisamento.</li>
	</ol></li>
	<li>Separe a coroa dos dentes do IOS NOTA: As coroas dentárias são representadas com mais precisão no IOS do que nos modelos segmentados; portanto, as coroas dos modelos de dentes segmentados devem ser substituídas por coroas do IOS.<ol><li>Clique em Selecionar na barra lateral e selecione Pincel como a ferramenta de seleção. Use o modo Desembrulhar pincel e ajuste o tamanho do pincel. Usando a escova, selecione a coroa de cada dente até a gengiva marginal no IOS. NOTA: As superfícies selecionadas são indicadas com uma cor laranja.</li>
		<li>Mova o cursor para Modificar na barra lateral e selecione Limite suave. Clique em Aplicar se os resultados forem satisfatórios. OBS: Agora, o limite da seleção segue justamente a gengiva marginal.</li>
		<li>Vá para Editar na barra lateral Selecionar e clique em Separar para criar um objeto individual a partir da área selecionada.</li>
		<li>Repita o mesmo processo para todos os dentes.</li>
		<li>Vá para Análise na barra de menus e selecione Inspecionar. NOTA: O programa indicará erros nos modelos. Os buracos são marcados com uma cor azul.</li>
		<li>Selecione Preenchimento plano como o "Modo de preenchimento de furo" e clique em Reparar tudo automaticamente para criar modelos fechados a partir do modelo IOS e dos modelos de dentes separados. Vá para Esculpir e alisar as bordas do orifício preenchido usando o pincel Shrinksmooth .</li>
		<li>Repita o processo para todas as coroas dentárias e o resto do IOS.</li>
	</ol></li>
	<li>Mesclar coroas dos dentes com os modelos de dentes segmentados. OBS: Se o registro espacial foi feito corretamente, as posições das coroas de dentes no IOS e as coroas de dentes segmentados devem coincidir.<ol><li>Use a escova Shrinksmooth no modelo de dente segmentado até que eles estejam completamente cobertos pelas coroas dentárias separadas do IOS. NOTA: Devido a imperfeições tanto na segmentação quanto no IOS, as coroas nem sempre se sobrepõem completamente.</li>
		<li>Selecione a coroa separada e o modelo segmentado do mesmo dente no Pesquisador de Objetos. Na barra lateral exibida, selecione União booleana e clique em Aceitar. OBS: Agora, a coroa do modelo de dente segmentado é substituída pela coroa separada do IOS.</li>
		<li>Use Shrinksmooth para suavizar a transição.</li>
	</ol></li>
	<li>Subtrações e composição do modelo<ol><li>Subtrair o modelo ósseo do modelo de tecidos moles para representar a situação clínica de forma realista. OBS: O IOS original sem dentes tornou-se o modelo dos tecidos moles.</li>
		<li>Selecione os modelos de ossos e tecidos moles no Pesquisador de objetos e selecione Diferença booleana.</li>
		<li>Transições suaves com a escova Shrinksmooth e remova saliências do lado inferior do modelo de tecido mole.</li>
		<li>Subtrair dentes do modelo de tecidos moles usando o mesmo processo e transições suaves.</li>
	</ol></li>
	<li>Modelos de cores<ol><li>Colorir as superfícies dos modelos para dar uma aparência mais realista, já que o modelo está completo agora com os dentes, tecidos moles e osso alveolar sendo separados um do outro, representando a situação clínica em 3D.</li>
		<li>Selecione Esculpir na barra lateral e alterne o pequeno controle deslizante de Volume para Surface.</li>
		<li>Selecione PaintVertex no inventário de pincéis e selecione a cor desejada usando a roda de cores na seção Cor da barra lateral. Colorir a superfície de cada modelo (por exemplo, osso: marrom, tecido mole: rosa, dentes: branco)</li>
	</ol></li>
</ol>Figura animada 1: Animação do modelo final, colorido, pronto para planejamento cirúrgico virtual. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62743/Animated%20Figure1.mp4" target="_blank">Clique aqui para baixar esta Figura.</a>

<ol><li>Jacobs, R., Salmon, B., Codari, M., Hassan, B., Bornstein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cone+beam+computed+tomography+in+implant+dentistry%3A+recommendations+for+clinical+use%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Oral+Health%22%5BJournal%5D)">Cone beam computed tomography in implant dentistry: recommendations for clinical use.</a> BMC Oral Health. 18 (1), 88(2018).</li>
<li>Mangano, F., Gandolfi, A., Luongo, G., Logozzo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraoral+scanners+in+dentistry%3A+a+review+of+the+current+literature%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Oral+Health%22%5BJournal%5D)">Intraoral scanners in dentistry: a review of the current literature.</a> BMC Oral Health. 17 (1), 149(2017).</li>
<li>Pauwels, R., Araki, K., Siewerdsen, J. H., Thongvigitmanee, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technical+aspects+of+dental+CBCT%3A+state+of+the+art%5BTitle%5D)+AND+%22Dentomaxillofacial+Radiology%22%5BJournal%5D)">Technical aspects of dental CBCT: state of the art.</a> Dentomaxillofacial Radiology. 44 (1), 20140224(2015).</li>
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<li>Varga, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidance+means+accuracy%3A+A+randomized+clinical+trial+on+freehand+versus+guided+dental+implantation%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Oral+Implants+Research%22%5BJournal%5D)">Guidance means accuracy: A randomized clinical trial on freehand versus guided dental implantation.</a> Clinical Oral Implants Research. 31 (5), 417-430 (2020).</li>
</ol>

Os autores declaram a inexistência de conflitos de interesse.

Com o protocolo apresentado, as morfologias dos defeitos periodontais e alveolares podem ser visualizadas em três dimensões (3D), proporcionando uma representação mais precisa da situação clínica do que pode ser obtida por métodos diagnósticos 2D e modelos 3D gerados com algoritmos de limiarização. O protocolo pode ser dividido em três grandes fases: (1) segmentação semiautomática de conjuntos de dados de TCFC, (2) registro espacial de TCFC e IOS e (3) modelagem de superfície de forma livre. Tecnicamente, a segmentação p...

Os avanços tecnológicos na odontologia têm possibilitado o planejamento e a simulação de procedimentos cirúrgicos e de reabilitação protética auxiliados por computador. Dois métodos essenciais para a aquisição de dados 3D em odontologia digital são: (1) tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC)1 e (2) varredura óptica intraoral (IOS)2. Informações digitais de todas as estruturas anatômicas relevantes (osso alveolar, dentes, tecidos moles) podem ser adquiridas usando essas ferramentas para planejar procedimentos cirúrgicos dentoalveolares reconstrutivos.
A tecnologia de feixe cônico foi introduzida pela primeira vez em 1996 por um grupo de pesquisa italiano. Oferecendo dose de radiação significativamente menor e maior resolução (em comparação com a tomografia computadorizada convencional), a TCFC tornou-se rapidamente a modalidade de imagem 3D mais frequentemente usada em odontologia e cirurgiaoral3. A TCFC é frequentemente usada para planejar diferentes procedimentos cirúrgicos (por exemplo, cirurgia regenerativa periodontal, aumento do rebordo alveolar, colocação de implantes dentários, cirurgia ortognática)1. Os conjuntos de dados da TCFC são visualizados e podem ser processados em softwares de imagem radiográfica que fornecem imagens 2D e renderizações 3D - no entanto, a maioria dos softwares de imagem usa algoritmos baseados em limiares para reconstrução de imagens 3D. Os métodos de limiar definem os limites superior e inferior de um intervalo de valores cinza voxel. Os voxels que estiverem entre esses limites serão renderizados em 3D. Este método permite a aquisição rápida do modelo; no entanto, como o algoritmo não consegue diferenciar estruturas anatômicas de artefatos metálicos e espalhamento, as renderizações 3D são altamente imprecisas e têm muito pouco valor diagnóstico 4,5. Pelas razões citadas acima, muitas áreas da odontologia ainda dependem das radiografias 2D convencionais (radiografias intrabucais, radiografias panorâmicas) ou das imagens 2D de conjuntos de dados de TCFC5. Nosso grupo de pesquisa apresentou um método semiautomático de segmentação de imagens em um artigo recentemente publicado, utilizando um software de processamento de imagens radiográficas de código aberto6, no qual é realizada a reconstrução 3D anatomicamente baseada de conjuntos de dados de TCFC7. Com o auxílio desse método, as estruturas anatômicas foram diferenciadas dos artefatos metálicos e, mais importante, o osso alveolar e os dentes puderam ser separados. Portanto, um modelo virtual realístico de tecidos duros poderia ser adquirido. Modelos 3D foram utilizados para avaliar defeitos periodontais intraósseos e para o planejamento do tratamento antes de cirurgias periodontais regenerativas.
Os scanners ópticos intrabucais de superfície fornecem informações digitais sobre as condições clínicas (coroa clínica dos dentes e tecidos moles). O objetivo original desses dispositivos era adquirir diretamente modelos digitais de pacientes para o planejamento e fabricação de próteses dentárias com tecnologias de desenho auxiliado por computador (CAD) e fabricação auxiliada por computador (CAM)8. No entanto, devido à ampla gama de aplicações, seu uso foi rapidamente implementado em outras áreas da odontologia. Os cirurgiões bucomaxilofaciais combinam IOS e CBCT em um arranjo híbrido que pode ser utilizado para osteotomia virtual e planejamento digital de cirurgias ortognáticas9,10. A implantodontia é provavelmente a área que mais utiliza o planejamento digital e a execução guiada. A cirurgia navegada elimina a maioria das complicações relacionadas ao mau posicionamento do implante. A combinação de conjuntos de dados de TCFC e arquivos de estereolitografia (.stl) do IOS é rotineiramente usada para planejar a colocação guiada de implantes e a fabricação de guias estáticos de perfuração de implantes11,12. Exames intraorais sobrepostos a conjuntos de dados de TCFC também têm sido usados para preparar o alongamento estético da coroa13; no entanto, os tecidos moles foram sobrepostos apenas sobre conjuntos de dados de TCFC reconstruídos com algoritmos de limiarização. No entanto, para realizar um planejamento virtual 3D preciso de intervenções cirúrgicas regenerativas-reconstrutivas e colocação de implantes dentários, modelos híbridos 3D realistas de pacientes devem ser compostos por dados de TCFC e IOS.
Assim, este artigo tem como objetivo apresentar um método passo-a-passo para aquisição de modelos digitais híbridos realísticos para o planejamento cirúrgico virtual antes de intervenções cirúrgicas dentoalveolares reconstrutivas.

<table><tbody><tr><td>3DSlicer</td><td>3DSlicer (O software foi desenvolvido pela primeira vez na Queen' s University Canada e, uma vez que é de código aberto, é constantemente desenvolvido por ela' </td><td>4.13.0-2021-03-19</td><td>Plataforma de software de processamento de imagem radiográfica de código aberto. O software destina-se principalmente à medicina geral, no entanto, a ampla gama de ferramentas de segmentação e modelagem permite. s uso para fins odontológicos, bem como</td></tr><tr><td>Meshmixer</td><td>Autodesk Inc.</td><td>3.5</td><td>Software de modelagem de superfície de forma livre de código aberto desenvolvido para desenvolvimento de protótipos e escultura 3D básica. No entanto, devido à utilidade das ferramentas para fins odontológicos, não apenas modelos 3D, mas até guias estáticos para cirurgia navegada podem ser projetados.</td></tr></tbody></table>

preparação de modelo híbrido digital para planejamento virtual de procedimentos cirúrgicos dentoalveolares reconstrutivos

Digital Hybrid Model Preparation for Virtual Planning of Reconstructive Dentoalveolar Surgical Procedures

A aquisição de modelos tridimensionais (3D) virtuais e híbridos é apresentada neste artigo, utilizando a sequência de segmentação de imagens radiográficas, registro espacial e modelagem de superfície de forma livre. Primeiramente, os conjuntos de dados de tomografia computadorizada de feixe cônico foram reconstruídos com um método de segmentação semiautomático. O osso alveolar e os dentes são separados em diferentes segmentos, permitindo avaliar a morfologia 3D e a localização dos defeitos intraósseos periodontais. A gravidade, extensão e morfologia dos defeitos agudos e crônicos do rebordo alveolar são validados em dentes adjacentes. Em modelos de tecidos complexos virtuais, as posições dos implantes dentários podem ser planejadas em 3D. Utilizando o registro espacial de dados de IOS e CBCT e subsequente modelagem de superfície de forma livre, modelos híbridos 3D realistas podem ser adquiridos, visualizando osso alveolar, dentes e tecidos moles. Com a sobreposição de IOS e TCFC de tecidos moles, a espessura acima da crista edêntula pode ser avaliada quanto às dimensões ósseas subjacentes; portanto, o desenho do retalho e o manejo cirúrgico do retalho podem ser determinados, e complicações ocasionais podem ser evitadas.

Modelos virtuais tridimensionais (3D) podem ser gerados usando segmentação de imagens radiográficas, registro espacial e modelagem de forma livre. Os modelos retratam digitalmente a situação clínica, possibilitando o planejamento tridimensional de diversas intervenções cirúrgicas. Com segmentação separada de osso e dentes, o limite entre as duas estruturas anatômicas é visível, a morfologia 3D e a localização dos defeitos intraósseos periodontais devem ser avaliadas. A gravidade, extensão e morfologia dos defeitos agudos...

Um fluxo de trabalho para a criação de modelos híbridos virtuais tridimensionais (3D) foi projetado com base no conjunto de dados de tomografia computadorizada de feixe cônico e varreduras ópticas intraorais utilizando métodos de segmentação de imagens radiográficas e modelagem de superfície de forma livre. Modelos digitais são utilizados para o planejamento virtual de procedimentos cirúrgicos dentoalveolares reconstrutivos.

Preparação de Modelo Híbrido Digital para Planejamento Virtual de Procedimentos Cirúrgicos Dentoalveolares Reconstrutivos

Virtual, hybrid three-dimensional (3D) model acquisition is presented in this article, utilizing the sequence of radiographic image segmentation, spatial ...

Modelos virtuais realísticos podem mostrar defeitos ricos em periodontais e alveolares em três dimensões. Portanto, podem auxiliar o processo de tratamento cirúrgico e proporcionar uma compreensão mais profunda sobre os mecanismos de cicatrização pós-operatória. Em comparação com métodos anteriores e existentes, a abordagem atual exibe cada estrutura anatômica de forma independente.Portanto, esses modelos virtuais 3D representam o cenário clínico real de forma realista. Este método ajuda a superar as limitações dos processos diagnósticos tradicionais. Por exemplo, a colocação de implantes dentários pode ser planejada em modelos 3D em vez de imagens plenárias dos exames de TCFC.O protocolo atual pode ser aplicado em outras áreas da odontologia, como microcirurgia endodôntica, cirurgia ortopédica e cirurgia reconstrutiva após ressecção de tumor facial. Comece com a segmentação do processo acessando o módulo editor de segmento, selecione o volume cortado criado anteriormente como o volume mestre da segmentação ativa. Use Adicionar para adicionar e Remover para remover segmentos.Em seguida, renomeie os segmentos de acordo com a estrutura anatômica que eles representarão. Inicie a segmentação do osso alveolar abrindo a lista de efeitos e selecionando Level Tracing, uma ferramenta semiautomática que descreve a região onde os pixels têm o mesmo valor de fundo que o pixel selecionado. Em seguida, arraste o mouse para o perímetro do osso em uma das exibições 2D e pressione o botão esquerdo do mouse para gerar o segmento na fatia selecionada do conjunto de dados.Em seguida, use as ferramentas Paint and Erase Hand para modificar o segmento e corrigir erros. Contorne dentes e implantes usando a ferramenta Apagar e exclua todos os pixels destacados que os representam. Repita o processo em cada quinta fatia do conjunto de dados na orientação selecionada.Ao concluir o processo de estrutura de tópicos, calcule os segmentos ausentes selecionando Preencher entre fatias na lista Efeitos e clique em Inicializar para ativar a interpolação de contorno. Se os resultados forem satisfatórios, clique em Aplicar. Em seguida, percorra o conjunto de dados após a conclusão para verificar e corrigir erros ocasionais.Use o efeito Suavização selecionando Mediana como o método de suavização. Em seguida, defina o tamanho do kernel como cinco por cinco por cinco pixels ajustando o valor milimétrico no colchete e clicando em Aplicar para tornar os limites de segmento mais suaves removendo saliências. Concluída a segmentação do osso alveolar, repita os mesmos passos para a segmentação dos dentes.Selecione segmentação na barra suspensa para adicionar o arquivo STL da varredura intraoral como segmentação. Mova o cursor sobre o módulo e, na barra lateral, selecione o Assistente de Registro Fiducial. Nos menus suspensos em ambas, as seções De Fiduciais e Para Fiduciais, escolha Criar Novas MarcaçõesFiducial.Na seção De ao lado da barra suspensa, use o ícone Colocar um ponto de marcação para colocar pontos de marcação em pontos anatômicos bem definidos no escaneamento óptico intraoral ou IOS. Os pontos de marcação serão numerados por ordem de colocação. Coloque os marcadores na mesma posição para criar a lista Para.E na mesma ordem no conjunto de dados da tomografia computadorizada de feixe cônico ou TCFC, os pontos de marcação com o mesmo número devem representar o mesmo ponto de referência anatômico. Depois que as listas Para estiverem prontas, acesse o menu suspenso na seção Transformação de Resultado de Registro da barra lateral e selecione Criar Nova Transformação Linear para criar uma transformação. Acesse o módulo de transformações e selecione a transformação criada anteriormente como o ato de transformar.Na seção Aplicar Transformação, mova a segmentação do IOS e a lista De Marcações da caixa Transformável para a caixa Transformada. Esta etapa ajudará a sobrepor o IOS sobre o conjunto de dados CBCT. Abra o software de design assistido por computador ou CAD e clique em Importar na tela inicial.Em seguida, selecione os modelos STL exportados anteriormente do software de processamento de imagens DICOM. Vá para Esculpir na barra de menus. E no inventário de pincéis, selecione a Redução adaptativa para refinar modelos importados.Na barra lateral, clique na guia Selecionar e escolha Pincel como ferramenta de seleção. Em seguida, use o modo Desembrulhar Pincel e ajuste o tamanho do pincel. Usando a escova, selecione a coroa de cada dente até que a gengiva marginal esteja no IOS.Na guia Modificar, selecione Limite suave e clique em Aplicar se os resultados forem satisfatórios. Vá para Selecionar e escolha Editar e Separar para criar um objeto individual na área selecionada. Em seguida, vá para Análise na barra de menus e selecione Inspecionar.Selecione Preenchimento plano como o modo de preenchimento inteiro e clique em Reparar tudo automaticamente para criar modelos fechados a partir do modelo IOS e dos modelos de dentes separados. No menu Esculpir, escolha Shrink Smooth Brush e suavize as bordas do orifício preenchido. Use a escova lisa Shrink no modelo de dente segmentado até que os dentes estejam completamente cobertos pelas coroas dentárias separadas do IOS.No navegador de objetos, selecione a coroa separada e o modelo segmentado do mesmo dente. Na barra lateral pop-up, selecione União Booleana e clique em Aceitar. Use Shrink Smooth para suavizar a transição.Selecione os modelos de osso e tecido mole no navegador de objetos e, em seguida, opte pela diferença booleana. Usando o mesmo processo e transições suaves descritas, subtraia os dentes do modelo de tecidos moles para representar a situação clínica de forma realista. Colora as superfícies dos modelos selecionando Esculpir na barra lateral e, em seguida, alternando o pequeno controle deslizante de Volume para Superfície.No inventário do pincel, vá para Paint Vertex e use a roda de cores na seção Cor para selecionar a cor desejada. Colora a superfície de cada modelo. A análise representativa mostra o contorno da região pixelada de interesse com o mesmo valor de fundo com uma linha amarela.A ferramenta de segmentação semiautomática do traçado de nível foi utilizada na orientação sagital, seguida da segmentação manual subsequente. Os resultados da segmentação semiautomática foram refinados com o auxílio de ferramentas manuais, como Paint e Erase. A segmentação acabada foi observada nas incidências axial, sagital e coronal, e o modelo 3D foi gerado automaticamente a partir dos segmentos criados anteriormente.A superimposição da IOS e a subsequente modelagem do CAD permitiram visualizar a situação clínica em três dimensões. O rastreamento de nível é uma ferramenta de detecção de borda eficiente e inteligente. No entanto, devido a artefatos e dispersão, os segmentos criados ainda podem precisar ser modificados manualmente.Esse processo é relativamente novo. No entanto, os resultados até agora são muito promissores. Os modelos 3D podem ter um enorme potencial no planejamento, execução e evolução de procedimentos cirúrgicos em cirurgia odontológica e periodontia.

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Research

JoVE Journal

Medicine

Medicina

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Concepção CAD/CAM guias cirúrgicos para reconstrução maxilar usando uma abordagem In-house

Aqui, propomos uma diretriz de avaliação prática, viável e reprodutível para a reconstrução assistida por computador da mandíbula, a fim de criar uniformidade entre estudos sobre avaliação de precisão pós-operatória. Este protocolo continua e especifica uma publicação anterior desta diretriz de avaliação.

Uma diretriz de avaliação pós-operatória para a reconstrução assistida por computador da Mandíbula

Este protocolo descreve o uso de planejamento e impressão 3D para reconstrução de defeitos ósseos. Utilizamos ferramentas de segmentação para criar modelos 3D seguidos de software de design 3D para criar implantes específicos do paciente para fins de reconstrução concomitantes à cirurgia ablativa ou como segundo estágio.

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